Блок питания для светодиодной ленты чем заменить

11

Самодельные блоки питания для светодиодных лент 12 вольт

Светодиодные ленты просто так в розетку включить нельзя – они нуждаются в питании более низким и постоянным напряжением. Именно это является трудностью для большинства людей, которые мечтают о светодиодной подсветке, но не могут позволить ее приобрести. Стоят готовые блоки питания для светодиодных лент 12 Вольт порядка 500 рублей и больше. Причем чем выше потребляемая мощность, тем дороже стоят эти приборы. Намного проще, оказывается, сделать блок питания самому – для этого не нужно иметь богатые познания в электронике, схемотехника простейшая.

Напряжение питания лент

Основной параметр светодиодных лент – это напряжение питания. Конечно, оно отличается от того, что у нас в розетках. По напряжению ленты разделяются на три группы:

1. Питание 12 В.
2. Питание 24 В.
3. Питание 36 В.

Причем ток обязательно постоянный! Если без блока питания включить ленту в сеть, то она выйдет из строя. Напряжение блока должно быть соответствующим – 12, 24, 36 Вольт. С его помощью снижается сетевое напряжение до рабочего значения. Самые популярные модели светодиодных лент – работающие под напряжением 12 В. Следовательно, нужно выбирать только те схемы блоков питания светодиодных лент, которые смогут вырабатывать такое напряжение.

Отзывы пользователей

Модель XK-2412dc, Александр: «Блок питания понравился еще по фотографии на сайте, приятно был удивлен абсолютным соответствием внешнего вида купленного товара с картинкой в интернет-магазине. Очень качественный экземпляр китайского производства, работает надежно. Конечно, не обходится и без недостатков, но они незначительно в сравнении с плюсами».

Модель XY250A, Леонид: «Порадовало наличие усиленных конденсаторов, хотя их расположение и не оптимально. Автогенератор заменен на ШИМ-контроллер, что тоже является плюсом. Расстраивает только то, что нельзя использовать при 100% нагрузки».

LUNAPSLED, Женя: «Покупать данные модели китайского производства не советую, слишком сильно они завышают технические показатели. Приобрел такую же модель отечественного производства – работает намного лучше и надежнее. Ц

ена тоже оставила приятное впечатление, покупал модель с защитой от влаги и дополнительной герметизацией, обошлась дешевле 1000 рублей, что для сегодняшних цен очень даже неплохо».

Особенности устройства

Конструкция таких приборов довольно простая, в них нет дефицитных элементов. Стандартный блок питания для светодиодных лент 12 Вольт состоит из таких элементов:

1. Трансформатор понижающего типа – его мощность должна быть примерно на 25 % больше, чем у светодиодной ленты. Делается это для того, чтобы был небольшой запас.
2. Мост из полупроводниковых диодов. Это несложная конструкция, которая включает в себя две пары полупроводниковых диодов, позволяющих из переменного напряжения получить постоянное. Но чаще используются готовые диодные сборки, у которых имеется 4 вывода – к двум подключается источник переменного тока, а с остальных снимается выпрямленный.
3. Конденсатор, устанавливаемый между плюсовым и минусовым выводами, обеспечивает надежную фильтрацию тока. Если точнее, то с его помощью отсекается вся переменная составляющая. Диоды производят преобразование тока, но после этого остается небольшая доля переменной составляющей. Электролитический конденсатор позволяет избавиться от нее.

Все эти компоненты заключаются в надежный корпус. Причем, если есть необходимость, устанавливается кулер (вентилятор). Можно даже сделать так, чтобы он был включен постоянно – это обеспечит нормальную работу самодельного блока питания светодиодной ленты. При самостоятельном изготовлении рекомендуется обращать внимание на безопасность устройства – оно не должно перегреваться.

Блиц-советы

Напоследок хотелось бы рассказать об охлаждении собранной конструкции, которая будет пропускать ток большого ампеража. Как говорилось выше, для исключения эффекта мерцания, питание вентилятора следует осуществлять от отдельного источника тока.
В рассмотренной схеме возможно подключение его параллельно с основной линии первичного контура блока питания. Сам трансформатор лучше снабдить отдельным радиатором, прижав его к сердечнику термопастой и закрепив болтами на основной плате.

Для увеличения площади теплообмена можно заменить одну из крышек корпуса большим радиатором, которые можно встретить в старых советских усилителях и выпрямителях напряжения. Хорошим решением будет использование моделей компьютерного БП, в которых используется вентилятор большого диаметра, так как они производят меньше шума.

Трансформаторные БП

Самые простые по конструкции – это трансформаторные блоки питания. Основной элемент в нем – это катушечный трансформатор. С его помощью происходит снижение напряжения с 220 В до 12..15 В (или 24, 36 В). Напряжение, которое вырабатывается на вторичной обмотке, подается на вход мостового выпрямителя на полупроводниковых диодах. Затем происходит фильтрация при помощи цепочки, состоящей обычно из электролитического конденсатора, резистора, дросселя. Иногда устанавливают стабилитроны или микросборки для того, чтобы зафиксировать выходное напряжение на одном уровне.

Преимущество трансформаторных БП заключается в том, что они работают даже без подключения нагрузки (так называемый режим холостого хода). Кроме того, имеется гальваническая развязка с сетью 220 В. Но, несмотря на простоту конструкции, есть и ряд недостатков: очень низкий КПД, большие габариты, высокая чувствительность к перепадам напряжения. А самое главное неудобство – это большая масса. Именно из-за этих недостатков многие используют для светодиодной ленты бестрансформаторные блоки питания.

Разновидности светодиодных драйверов

Есть несколько типов преобразователей для полупроводниковых источников света. Основные типы – линейный и импульсный. Каждый из них создается для своих целей и имеет свои нюансы.

Линейный

Этот тип применяют часто. Его сборка, при наличии всех деталей, может длиться 5-10 минут. Наладка ему почти не нужна – он начинает работать сразу.

В схеме присутствует линейный стабилизатор тока, который можно представить как переменный резистор, управляемый электронной схемой.

При подаче входного напряжения оно идет на регулирующий элемент и затем на схему (КТ) контроля тока. После этого оно появляется на выходе, к которому подсоединена нагрузка. Узел КТ проверяет ток и в зависимости от этого меняет сопротивление регулирующего элемента.

Недостаток подобного устройства – низкий КПД.

Импульсный

В основе этого типа драйвера лежит другой принцип. Регулирующим элементом здесь выступают ключи с трансформатором. При подаче напряжения на обмотках начинает запасаться энергия (в магнитном поле). Ток постепенно возрастает.

Как только он достигнет нужной величины, произойдет переключение ключей. Запасенная энергия пойдет в цепь, и ток начнет уменьшаться. По достижении минимального значения вновь сработают ключи и процесс повторится.

Импульсные БП

Не нужно думать, что в конструкциях импульсного типа нет трансформатора. Он есть, но его габариты и масса намного меньше, нежели у рассмотренных выше конструкций. Работает устройство на высоких частотах (несколько десятков тысяч Герц против 50 в бытовой сети). Но недостатки остались прежними – высокая чувствительность к перепадам напряжения. Да еще и при работе в режиме холостого хода прибор может выйти из строя. Такие блоки питания для светодиодных лент 12 Вольт могут использоваться, но не рекомендуется их включать без нагрузки.

Так что же лучше?

В большинстве случаев применяются именно стабилизаторы напряжения. Ведь в основном светодиодное освещение применяется там, где диапазон изменения температур не очень высок. Это жилые и рабочие помещения, квартиры, частные дома и так далее. Еще одним доводом в пользу стабилизаторов является то, что осветительные приборы всегда соединяются параллельно. Даже светодиодные ленты, хоть и имеющие в составе группы из последовательно соединенных светодиодов. Эти группы при наращивании длины ленты соединяются также параллельно. А, как известно, падение напряжения при параллельном соединении остается неизменным. Растет потребляемый ток.

Драйвер (стабилизатор тока) целесообразно применять, в случае одиночных светодиодных ламп, последовательно соединенных приборов, и при значительных колебаниях температуры (уличное освещение).

Как рассчитать мощность

При самостоятельном изготовлении блока питания необходимо учитывать мощность потребления светодиодной ленты. Точные данные можно узнать в спецификации к конкретной модели. А вот данные самых распространенных типов:

1. SMD-3528 вмещающая на 1 метре 60 светодиодов, суммарная мощность 4,8 Вт.
2. SMD-3528 со 120 светодиодами на одном метре имеет мощность, соответственно, 7,2 Вт.
3. SMD-3528 с 240 светодиодами на одном метре имеет мощность 16 Вт.
4. SMD-5050 с 30 элементами – 7,2 Вт.
5. SMD-5050 с 60 элементами – 14 Вт.
6. SMD-5050 со 120 элементами – 25 Вт.

Если вы осуществляете для светодиодной ленты подбор блока питания (готового) или же собираете элементы для самостоятельного изготовления, нужно учитывать все параметры. Основными являются:

1. Мощность.
2. Рабочее напряжение.

Для того чтобы рассчитать суммарную мощность ленты, необходимо знать, сколько потребляет один погонный метр. Затем это значение умножается на длину (в метрах). Далее нужно прибавить еще 25% от полученного значения и выбрать блок питания (или трансформатор), мощность которого наиболее близка к расчетной.

Пример расчета мощности

Например, у вас есть в наличии лента:

1. На каждый метр приходится по 40 светодиодов.
2. Суммарная длина – 5 метров.
3. Напряжение питания стандартное – 12 Вольт.

При номинальном значении мощности одного метра в 4,8 Вт, можно посчитать суммарное значение. Оно будет равно 24 Вт. Рекомендуется прибавить к этому значению еще 6 Вт (это 25%). Значит, блок питания должен иметь мощность 30 Вт.

Изготовление своими руками

Итак, вы решили самостоятельно собрать источник питания для светодиодной ленты. Размер блока питания зависит от мощности трансформатора (если выбрана схема с его использованием). Для простого прибора потребуется трансформатор с первичной обмоткой, рассчитанной на 220 В. Ток на выходе должен быть порядка 1 Ампер, напряжение – 12 Вольт.

Также потребуется несколько элементов:

1. Диодная сборка. Можно использовать 4 полупроводниковых диода, соединенных в мостовую схему.
2. Электролитический конденсатор с рабочим напряжением не менее 25 В. Можно использовать элементы с рабочим напряжением 50 В. Емкость должна быть не менее 470 мкФ.
3. Стабилитрон или микросборка КР142ЕН. Это стабилизатор напряжения, но его нужно устанавливать на радиаторе.

Процесс сборки блока питания

У вас есть в наличии светодиодная лента, расчет блока питания произведен и подобраны элементы, теперь можно приступить к сборке. Допускается использование как печатного, так и навесного монтажа.

Конечно, на печатной плате вся конструкция будет смотреться намного привлекательнее. Процесс изготовления выглядит таким образом:

1. Соединяются диоды между собой по мостовой схеме. Обязательно соблюдайте полярность, на всех диодах со стороны полоски на корпусе находится анод (положительный вывод).
2. Подключаете к диодному мосту вторичную обмотку трансформатора.
3. К выходу моста нужно подключить электролитический конденсатор. При соединении нужно соблюдать полярность! Иначе конденсатор может взорваться!
4. В разрыв плюсового вывода включается дроссель.
5. Далее, между плюсом и минусом включается стабилитрон. После него также желательно установить еще один конденсатор.

В завершение все устройство собирается в один корпус, элементы надежно закрепляются и делается два отвода. Красным проводом нужно обозначить плюсовой вывод, черным или синим минусовой. На этом изготовление блока питания для светодиодных лент 12 Вольт завершено, можно пользоваться устройством.

Как запитать светодиодную ленту?

Знать, как запитать светодиодную ленту, необходимо всем, кто решил купить подобные осветительные приборы. Необходимо обязательно разобраться, чем можно питать LED-ленты 220 и 12 вольт дома. А также следует выяснить, как запитать диодные ленты батарейками, и какие еще способы подпитки током можно применять.

Как соединить с электрической сетью?

Подсоединение лент со светодиодными элементами к бытовым электросетям на 220 вольт может производиться двумя способами. Речь идет о паечной и коннекторной методиках. Пайка оказывается существенно дешевле и притом заметно надежнее, чем монтаж с применением коннекторов. Но зато коннекторные элементы существенно проще. Если лента рассчитана на 1 цвет свечения, соединительные узлы должны иметь 2 крепежных элемента; цветные светильники совместимы только с 4-конечными изделиями.

Коннекторы нужны прежде всего там, где пайка невозможна, или при необходимости изогнуть светодиодную ленту под определенным углом. Однако специалисты подчеркивают, что лучше все же всегда использовать паяльник проверенного образца. Паяльник должен иметь нетолстое сравнительно жало. Очень важна точная регулировка температуры. Дополнительно понадобятся:

скотч двустороннего образца;

качественные провода для подключения ленты к источнику питания и соединения его самого с электросетью;

иногда — выключатель либо розетка.

Трудности работы с паяльником вполне преодолимы. На рабочей поверхности и вокруг нее не должно быть никаких легко загорающихся предметов. Эта поверхность должна быть твердой и идеально плоской; потом подбирают паяльник и готовят его. Желательно очистить инструмент. Для этого применяют наждак либо металлическую щетку. Загрязнения, оставшиеся после такой обработки, можно удалить при необходимости тряпок либо губок.

Двусторонний скотч призван зажать ленту так, чтобы исключить ее хаотическое перемещение. Но иногда применяют другие удерживающие решения. Важно: пользоваться тисками нельзя — они могут повредить ленту. Провода очищают и снимают изоляцию. Перед этим обрезают ленту в определенной точке; там на производстве делают пометку с изображением ножниц.

Присоединение возможно только при строгом соблюдении полярности. Потом прочищают контакты на ленте, на открытые места наносят немного припоя. Кабели следует припаять в паре мест. Эти места сгибают под прямым углом в различные стороны.

Подвергшиеся пайке места изолируют особой термоусадочной трубкой; канифоль не следует зачищать.

Подключение к 220 вольтам возможно исключительно при помощи блока питания. Простейший его вариант — провод, заменяющий диодный мост. Если величина ленты больше 5 м, подключение должно идти строго параллельно. Отказ от блока питания часто провоцирует ускоренный выход частей коммуникации из строя. Вредное мерцание при этом также неизбежно.

Но польза от блока питания есть еще в одном моменте. Его использование позволяет подключать сразу весь контур. Больше нет необходимости протягивать провода к каждому светящемуся сегменту отдельно. Это и проще, и надежнее, и даже эстетичнее (нет пучка переплетенных проводов). Главное базовое требование — расчет блока питания на необходимые параметры.

Как питать с помощью батареек?

Если нужно использовать LED-ленту на 12 вольт дома, и общая длина коммуникаций не превышает 20 метров, то допустимо воспользоваться батарейками. Такой способ не слишком отличается от подключения к обычной электросети. Напряжение питания 12 вольт — это неслучайное значение; если оно будет больше, пользоваться батарейками нельзя. Можно использовать «таблетку» либо мизинчиковый элемент питания. Последовательность шагов:

основательная зачистка контактов;

напайка черного провода к минусу, красного – к плюсовому полюсу;

аналогичная процедура — для подключения к тумблерам либо кнопкам (однако через них прогоняют единый провод, который подсоединяют к входам тумблеров, выход же надо пускать на ленту).

Чем еще можно запитать?

Но иногда подключить светодиодную ленту к обычной сети либо батарейкам бесполезно, или сложно, или невозможно. В туристической, охотничьей, рыболовной практике наиболее практично использование аккумуляторов. Пригодны любые АКБ емкостью 2-100 Ач. Однако потребуется подключать особые соединения. Как это сделать, пишут в инструкциях к аккумуляторам.

В домашних условиях подойдет подключение к компьютерам, ноутбукам. В этом случае нужны обязательно знания как об электрике, так и об электронике. Обычно берут желтый провод из блока питания. Черный заземляющий провод тоже необходим в любом случае.

Все участки, соединяемые с блоками питания, надо оснащать наконечниками НШВИ, чтобы стыковка была максимально надежна; рядовые мастера используют для их установки плоскогубцы, а электрики — специализированный инструмент.

Простой источник питания для светодиодной ленты

Добрый день, уважаемые читатели! Сегодня мы соберём простой источник питания для маломощных нагрузок. Сразу оговорюсь, мощность схемы можно повысить, но об этом позже.

Вот так выглядит собранная конструкция:

• Выходное напряжение — 12 Вольт;
• Мощность — 5 Ватт;
• Широкий диапазон питающих напряжений;
• Надёжность.

Схема

Итак, начнём со схемы устройства. Она сейчас перед вами.

Высоковольтная часть представляет собой однотактный генератор, построенный на базе одного транзистора.

• VT1 – mje13001 (либо помощнее mje13003);
• VD1 — 1N4007;
• VD2 – FR107;
• LED – светодиод любого цвета (я взял жёлтый);
• R1 – 15 кОм, 0.5-1 Ватт (дабы увеличить мощность схемы, я взял на 10 кОм);
• R2 – 300 кОм;
• R3 – 2.2 кОм;
• R4 – 1.5 кОм;
• C1 – 33 нФ, 400 Вольт;
• C2 – 10 нФ, 1 кВ (конденсатора на киловольт у меня не нашлось, поэтому взял на 2 кВ);
• C3 – 100 мкФ.

Резистор R1 ограничивает выходной ток, R2 разряжает конденсатор после отключения схемы от сети, та же роль и у R3. На деталях VD1 C1, VD2 C3 собраны однополупериодные выпрямители.

Подходящий трансформатор можно найти в старых зарядных. Аккуратно разбираем сердечник, сматываем старые обмотки и приступаем к намотке новых. Первичная обмотка (она же коллекторная) состоит из 200 витков провода диаметром 0.08 — 0.1 мм. Наматывать можно как вручную, так и намоточным механизмом. Последний полезен тем, что можно видеть, сколько витков уже есть.

(На фото счётчик показывает некорректное значение)

Намотанную катушку прозваниваем на наличие разрывов.

Ставим изоляцию, одно слоя вполне хватит, и в том же направлении мотаем 10 витков провода того же диаметра, изолируем её.

Теперь берём более толстую проволоку (0.5 мм) и ею мотаем низковольтную обмотку. Один виток примерно равен одному Вольту. Я намотал 14 витков, чтобы был запас по напряжению.

На вторичную обмотку также наносим слой изоленты.

Так как генератор однотактный, между частями сердечника следует разместить кусочек офисной бумаги. Собираем трансформатор, фиксируем сердечник скотчем. Готово!

Печатная плата

Так, со схемой и ролью её компонентов разобрались, теперь давайте приступим к изготовлению печатной платы. Для этого нам понадобится текстолит размером 2х4 см и непосредственно сам рисунок печатной платы.

Медную часть зашкуриваем мелкозернистой наждачной бумагой, после обезжириваем спиртом. Далее методом ЛУТ переносим рисунок на плату.

Если что-то не перенеслось, дорисовываем лаком.

Травим в растворе перекиси водорода. Я рекомендую именно этот способ травления, так как он наиболее безопасный, быстрый и общедоступный.

По окончании процесса травления достаём нашу плату, промываем её водой, тонер и лак смываем ацетоном.

Напаиваем дорожки

Первым на своё место впаиваем диод VD2, не забываем о полярности. Серая полоска диода «смотрит» вверх.

На ножки конденсатора С2 припаиваем резистор R2.

Остальные компоненты располагаем на плате в соответствии со следующими фото:

Включение в сеть

При первом включении в разрыв одного из проводов питания необходимо подключить обычную лампу накаливания на 40-60 Ватт. Это обезопасит вашу сеть от последствий возможного короткого замыкания в цепи. Если лампа во время работы не горит, значит всё нормально и можно её исключать. В противном случае следует найти и устранить неисправность. Зачастую это избыток припоя на обратной стороне платы, который может коротить дорожки.

Заключение

Надёжность схемы заключается в том, что при коротком замыкании на выходе схемы вся энергия рассеивается в виде тепла на резисторе R1.

Выходная мощность зависит от номинала резистора R1, габаритов трансформатора и диаметра вторичной обмотки, напряжение — от количества витков.